分子軌道論精品課件

1、第1頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期一于是新的理論又誕生了！這里只作簡(jiǎn)單介紹。 O2有磁矩，為2.6210-23 Am2 NO等含奇數(shù)電子的分子結(jié)構(gòu) 預(yù)言“He2”、“Be2”、“Ne2”等的不存在 存在 和 物種 鍵長(zhǎng)/pm 鍵能/kJmol-1 106 268 108 299第2頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期一什么是分子軌道？ 分子軌道(molecular orbital): 描述分子中電子運(yùn)動(dòng)的波函數(shù)，指具有特定能量的某電子在相互鍵合的兩個(gè)或多個(gè)原子核附近空間出現(xiàn)概率最大的區(qū)域，是多電子、 多中心的, 電子屬于整個(gè)分子。分子軌道由原子軌道線性

2、組合而成 。例如:A+BAB第3頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期一 成鍵三原則： 能量相近原理 最大重疊原理 對(duì) 稱 性 匹 配決定成鍵的效率決定是否能成鍵處理分子軌道的方法 首先弄清分子軌道的數(shù)目和能級(jí); 再由原子算出可用來(lái)填充這些軌道的電子數(shù); 最后, 按一定規(guī)則將電子填入分子軌道, 像寫原子的電子組態(tài)那樣寫出分子的電子組態(tài)。第4頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期一 1. 盡量先占據(jù)能量最低的軌道, 低能級(jí)軌道填滿 后才進(jìn)入能級(jí)較高的軌道; 2. 每條分子軌道最多只能填入 2 個(gè)自旋相反的 電子; 3. 分布到等價(jià)分子軌道時(shí)總是盡可能分占軌道。電子

3、填入分子軌道時(shí)服從以下規(guī)則第5頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期一H2 和 “He2 ” 中的分子軌道 兩個(gè)H原子相互接近時(shí), 由兩條 1s 軌道組合得到能級(jí)不同、在空間占據(jù)的區(qū)域亦不同的兩條分子軌道。能級(jí)較低的一條叫成鍵分子軌道(bonding molecular orbital), 能級(jí)較高的一條叫反鍵分子軌道(antibonding molecular orbital)。第6頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期一 兩個(gè) He 原子(電子組態(tài)為1s2 )相互接近時(shí): 兩個(gè)1s 原子軌道組合得到一條 和一條 軌道，4 個(gè)電子恰好填滿 和 軌道, 分子的電

4、子組態(tài)應(yīng)為 。成鍵電子數(shù)與反鍵電子數(shù)相等, 凈結(jié)果是產(chǎn)生的吸引力與排斥力相抵消, 即兩個(gè) He 原子間不形成共價(jià)鍵。1s1s 能 量 He“He2”He第7頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期一第 2 周期元素雙原子分子的分子 軌道 5 條原子軌道中，1s 原子軌道基本保持原子特征, 組合為分子軌道時(shí)可不予考慮（有時(shí)叫做非鍵軌道）。 由于 p 軌道參與組合, 導(dǎo)致了 鍵(“肩并肩”重疊)形成的可能。 第8頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期一for B2, C2 and N2for O2 and F2第9頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期

5、一 當(dāng)2s和2p原子軌道能級(jí)相差較小（一般 10 eV 左右）時(shí)，必須考慮 2s 和 2p 軌道之間的相互作用（也可稱為雜化），以致造成 能級(jí)高于 能級(jí)的顛倒現(xiàn)象。Li Be B C N O F2p2s5101520302540350能量和能及的依賴關(guān)系Li Be B C N O FE/eV 1.85 2.73 4.60 5.3 5.8 14.9 20.4 E/kJmol-1 178 263 444 511 560 1438 1968E = E(2p) E(2s)第10頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期一第11頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期一2.6.

6、3 第 2 周期元素雙原子分子的電子 組態(tài) 形成分子軌道后，按填充原理（與原子軌道中電子的填充類似）填充電子就得到分子軌道排布式。 第2周期元素同核雙原子分子包括Li2，Be2，B2，C2，N2，O2，F(xiàn)2和 Ne2 分子。它們的電子組態(tài)如右。Li2 Be2B2C2N2O2F2Ne21s21s21s21s21s21s21s21s21s21s21s21s21s21s21s21s2第12頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期一 寫出 N2 和 O2 的分子軌道電子排布式并求算其鍵級(jí)?；蜴I級(jí) BO = ( 10 - 4 )/2 = 3O2 分子中還有兩個(gè) 鍵，即或,當(dāng)然具有順磁性鍵級(jí)

7、 BO = ( 8 - 4 ) /2 = 2:O O:Question 10Solution第13頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期一 兩個(gè)特定原子之間的鍵級(jí)對(duì)鍵的強(qiáng)度和鍵長(zhǎng)各有何影響？ 鍵級(jí)越大，鍵的強(qiáng)度也越大，鍵長(zhǎng)就越短。下圖中以鍵焓B表示鍵的強(qiáng)度, 給出5對(duì)原子之間的鍵強(qiáng)、鍵長(zhǎng)與鍵級(jí)的關(guān)系。 Question 11Solution第14頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期一物種電子總數(shù)鍵級(jí)鍵長(zhǎng)/pm鍵的解離能/kJmol-1H2“He2”Li2“Be2”B2C2N2O2+O2O2-F2“Ne2”CONO246810121415161718201415

8、4361112955939466414983981581 0756317426715912410911212113014111311510101232.521.51032.5第15頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期一異核雙原子分子軌道的形成圖示第16頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期一 為什么在 HF 形成分子時(shí)是 H 原子的 1s 軌道和 F 原子的 2p 軌道形成成鍵分子軌道？在形成分子軌道時(shí)，兩軌道能量相差越小，越有利于形成 MO。E1s (H) = - 1318 kJmol-1E3p (Cl) = - 1259 kJmol-1E2p (O) = - 1332 kJmol-1E3s (Na) = - 502 kJmol-1Question 12Solution第17頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期一畫出 LiH 的分子軌道圖。LiH (1s)2 (2s)2 非鍵 成鍵Li原子 LiH分子 H原子2s1s1s321Question 13Solution第18頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5